Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 10
Um objeto cuja massa é de 300 lb (136,1 kg) sofre uma variação em suas energias cinética e potencial em virtude da ação de uma força resultante R. O trabalho realizado pela força resultante sobre o objeto é 140 Btu (147,7 kJ). Se a altura do objeto aumenta de 100 ft (30,5 m) e sua velocidade final é 200 ft/s (61,0 m/s), qual é a sua velocidade inicial em ft/s? Considere g = 32,2 ft/s² (9,8 m/s²)
Passo 1
Galerinha, cola em mim que é sucesso. Uma força está agindo sobre um objeto com massa de 300 lb. Isso quer dizer que essa força realiza trabalho. Vocês devem se lembrar do princípio de trabalho e energia das aulas de física. Ele diz que o trabalho realizado por uma força dever ser igual a variação de energia, ou
É com essa fórmula que a gente vai basear todo nosso cálculo.
Passo 2
Como vocês já leram no enunciado da questão, a unidade de trabalho e energia está em Btu. Lembrando que e , a variação de energia potencial do objeto é:
A variação de energia cinética, que a gente vai usar para achar a velocidade inicial, é
Passo 3
Agora vamos usar a fórmula do passo 1. Substituindo os valores na equação